Como os óvulos imaturos nos ovários resistem ao envelhecimento

EUFoi uma descoberta surpreendente demais para ser confiável. Elvan Bokeuma bióloga molecular do Centro de Regulação Genômica na Espanha, estava estudando como os óvulos imaturos em animais, chamados oócitos, permanecem saudáveis ​​nos ovários antes de serem fertilizados, quando os resultados de um ensaio de atividade molecular revelaram algo que ela não saber era possível.

Para sobreviver, quase todas as células produzem energia na forma de ATP por meio de máquinas moleculares chamadas complexos I, II, III, IV e V, que ficam ao longo das membranas internas das mitocôndrias das células. Mas quando Böke procurou a atividade do complexo I nos óvulos imaturos de rãs com garras africanas (Xenopus laevis), ela não conseguiu detectá-lo. “Meu pós-doutorado repetiu o experimento 10 vezes porque esperávamos algo menos preto e branco”, diz Böke.

As descobertas de seu grupo, descritas em 20 de julho em Natureza, marca a primeira vez que os cientistas observaram que as mitocôndrias dos oócitos pulam uma reação metabólica chave, realizada pelo complexo I, que ocorre em todas as outras mitocôndrias do corpo. Isso, segundo Böke, também explica por que os óvulos imaturos permanecem preservados nos ovários sem perder sua potência reprodutiva.

Os óvulos começam a se formar nos ovários durante o desenvolvimento fetal, então, quando uma bebê do sexo feminino nasce, ela contém de um a dois milhões de óvulos imaturos – seu suprimento vitalício, porque os ovários não produzem mais óvulos após o nascimento. Mas como essas células são capazes de se manter fora de perigo por até 50 anos e, eventualmente, crescer um bebê saudável, enquanto a maioria das outras células envelhecem, morrem e são substituídas, tem sido um enigma.

Para descobrir, os pesquisadores começaram por imagens de humanos em estágio inicial e Xenopus oócitos para detectar se existem espécies reativas de oxigênio (ROS) – que podem danificar e matar células ao longo do tempo – presentes nas células. Esses compostos são produzidos em grandes quantidades como subproduto das reações realizadas pelo complexo I.

Para surpresa dos pesquisadores, os oócitos não mostraram sinais detectáveis ​​de ROS. E quando os cientistas trataram o Xenopus os oócitos, que são mais fáceis de obter do que os óvulos humanos devido à sua abundância, com vitamina K3 para promover a formação de ROS, mais de 70% morreram durante a noite, enquanto os oócitos não tratados tiveram uma taxa de sobrevivência quase perfeita.

Em seguida, os pesquisadores analisaram as proteínas que compõem os complexos mitocondriais. Eles descobriram que as proteínas que compõem o complexo I em Xenopus os oócitos são inativos, apoiando sua hipótese de que os oócitos usam uma via alternativa desconhecida para gerar energia que pula o complexo I. Seja qual for, o processo permite que as células produzam energia suficiente usando os complexos II-V para permanecer no “modo de espera” e sobreviver por décadas, mas reduz o número de ROS produzidos, segundo Böke.

Michael Klutstein, um biólogo molecular da Universidade Hebraica de Jerusalém que estuda oócitos de camundongos e não esteve envolvido no trabalho atual, diz que os pesquisadores se baseiam em pesquisas anteriores sobre danos celulares causados ​​por ROS e destacam “um ângulo muito importante e novo” em como os oócitos resolvem este problema. “A razão pela qual isso não foi observado antes é que esse campo de pesquisa é muito subfinanciado”, acrescenta.

Embora o estudo tenha sido realizado em Xenopus e não camundongos, que são biologicamente muito mais semelhantes aos humanos, terá implicações de longo alcance, de acordo com Klutstein, ao ajudar a avançar nossa compreensão geral da biologia reprodutiva feminina e talvez até levar ao desenvolvimento de tratamentos contra o câncer que não não danifica os oócitos.

Böke também diz que está animada para ver onde essas descobertas levarão seu grupo. O próximo passo para a equipe é analisar quais mecanismos permitem que os oócitos sobrevivam sem o complexo I.